Osłona lub osłona zewnętrzna jest najbardziej zewnętrzną warstwą ochronną w konstrukcji kabla optycznego, wykonaną głównie z materiału osłony PE i materiału osłony z PVC, a w specjalnych okazjach stosuje się bezhalogenowy, ognioodporny materiał osłonowy i materiał osłonowy odporny na śledzenie elektryczne.
1. Materiał osłony PE
PE to skrót od polietylenu, który jest związkiem polimerowym powstałym w wyniku polimeryzacji etylenu. Czarny materiał osłony polietylenowej wytwarza się poprzez równomierne wymieszanie i granulację żywicy polietylenowej ze stabilizatorem, sadzą, przeciwutleniaczem i plastyfikatorem w określonej proporcji. Materiały osłonowe z polietylenu do osłon kabli optycznych można podzielić na polietylen o małej gęstości (LDPE), liniowy polietylen o małej gęstości (LLDPE), polietylen o średniej gęstości (MDPE) i polietylen o dużej gęstości (HDPE) według gęstości. Ze względu na różną gęstość i strukturę molekularną mają różne właściwości. Polietylen o małej gęstości, znany również jako polietylen wysokociśnieniowy, powstaje w wyniku kopolimeryzacji etylenu pod wysokim ciśnieniem (powyżej 1500 atmosfer) w temperaturze 200-300°C z tlenem jako katalizatorem. Dlatego łańcuch molekularny polietylenu o małej gęstości zawiera wiele rozgałęzień o różnej długości, o wysokim stopniu rozgałęzienia łańcucha, nieregularnej strukturze, niskiej krystaliczności oraz dobrej elastyczności i wydłużeniu. Polietylen o dużej gęstości, znany również jako polietylen niskociśnieniowy, powstaje w wyniku polimeryzacji etylenu pod niskim ciśnieniem (1-5 atmosfer) i w temperaturze 60-80°C z katalizatorami aluminiowymi i tytanowymi. Dzięki wąskiemu rozkładowi mas cząsteczkowych polietylenu dużej gęstości oraz uporządkowanemu ułożeniu cząsteczek posiada on dobre właściwości mechaniczne, dobrą odporność chemiczną oraz szeroki zakres temperatur stosowania. Materiał osłony z polietylenu średniej gęstości wytwarza się przez zmieszanie polietylenu o dużej gęstości i polietylenu o małej gęstości w odpowiedniej proporcji lub przez polimeryzację monomeru etylenu i propylenu (lub drugiego monomeru 1-butenu). Dlatego też właściwości użytkowe polietylenu o średniej gęstości plasują się pomiędzy właściwościami polietylenu o dużej gęstości i polietylenu o małej gęstości i ma on zarówno elastyczność polietylenu o małej gęstości, jak i doskonałą odporność na zużycie i wytrzymałość na rozciąganie polietylenu o dużej gęstości. Liniowy polietylen o małej gęstości polimeryzuje się niskociśnieniową metodą w fazie gazowej lub metodą roztworową z monomerem etylenu i 2-olefiną. Stopień rozgałęzienia liniowego polietylenu o małej gęstości mieści się pomiędzy niską a dużą gęstością, dzięki czemu ma doskonałą odporność na pękanie naprężeniowe w środowisku. Odporność na pękanie naprężeniowe w środowisku jest niezwykle ważnym wskaźnikiem identyfikującym jakość materiałów PE. Termin ten odnosi się do zjawiska polegającego na tym, że próbka materiału poddana działaniu naprężeń zginających pęka w środowisku środka powierzchniowo czynnego. Czynniki wpływające na pękanie naprężeniowe materiału obejmują: masę cząsteczkową, rozkład masy cząsteczkowej, krystaliczność i mikrostrukturę łańcucha molekularnego. Im większa masa cząsteczkowa, tym węższy rozkład masy cząsteczkowej, im więcej połączeń między płytkami, tym lepsza odporność materiału na pękanie pod wpływem naprężeń środowiskowych i dłuższa żywotność materiału; jednocześnie krystalizacja materiału wpływa również na ten wskaźnik. Im niższa krystaliczność, tym lepsza odporność materiału na pękanie naprężeniowe w środowisku. Wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu materiałów PE to kolejny wskaźnik mierzący wydajność materiału, który może również przewidzieć punkt końcowy użytkowania materiału. Zawartość węgla w materiałach PE może skutecznie przeciwdziałać erozji promieni ultrafioletowych na materiale, a przeciwutleniacze mogą skutecznie poprawiać właściwości przeciwutleniające materiału.
2. Materiał osłony PCV
Materiał ognioodporny PVC zawiera atomy chloru, które spalają się w płomieniu. Podczas spalania ulegnie rozkładowi i uwolni dużą ilość żrącego i toksycznego gazu HCL, który spowoduje wtórne szkody, ale zgaśnie sam po opuszczeniu płomienia, więc nie rozprzestrzenia płomienia; jednocześnie materiał osłony z PVC ma dobrą elastyczność i rozciągliwość i jest szeroko stosowany w wewnętrznych kablach optycznych.
3. Bezhalogenowy, ognioodporny materiał osłony
Ponieważ polichlorek winylu podczas spalania wytwarza toksyczne gazy, ludzie opracowali niskodymowy, bezhalogenowy, nietoksyczny i czysty materiał osłonowy o zmniejszonej palności, to znaczy dodając nieorganiczne środki zmniejszające palność Al(OH)3 i Mg(OH)2 do zwykłych materiałów osłony, które w przypadku kontaktu z ogniem uwalniają krystaliczną wodę i pochłaniają dużo ciepła, zapobiegając w ten sposób wzrostowi temperatury materiału osłony i zapobiegając spalaniu. Ponieważ do bezhalogenowych materiałów osłonowych zmniejszających palność dodawane są nieorganiczne środki zmniejszające palność, przewodność polimerów wzrośnie. Jednocześnie żywice i nieorganiczne środki zmniejszające palność to zupełnie różne materiały dwufazowe. Podczas przetwarzania należy zapobiegać miejscowemu nierównomiernemu mieszaniu się środków zmniejszających palność. Nieorganiczne środki zmniejszające palność należy dodawać w odpowiednich ilościach. Jeżeli proporcja jest zbyt duża, wytrzymałość mechaniczna i wydłużenie przy zerwaniu materiału zostaną znacznie zmniejszone. Wskaźnikami oceny właściwości zmniejszających palność bezhalogenowych środków zmniejszających palność są indeks tlenowy i stężenie dymu. Indeks tlenowy to minimalne stężenie tlenu wymagane dla materiału do utrzymania zrównoważonego spalania w mieszanym gazie tlenu i azotu. Im większy indeks tlenowy, tym lepsze właściwości ognioodporne materiału. Stężenie dymu oblicza się poprzez pomiar przepuszczalności równoległej wiązki światła przechodzącej przez dym powstały w wyniku spalania materiału w określonej przestrzeni i długości ścieżki optycznej. Im niższe stężenie dymu, tym mniejsza emisja dymu i lepsza wydajność materiału.
4. Materiał osłony odporny na ślady elektryczne
Coraz więcej wielomedialnych samonośnych kabli optycznych (ADSS) układa się w tej samej wieży z liniami napowietrznymi wysokiego napięcia w systemie komunikacji elektroenergetycznej. Aby przezwyciężyć wpływ pola elektrycznego indukcji wysokiego napięcia na powłokę kabla, ludzie opracowali i wyprodukowali nowy materiał osłony odporny na blizny elektryczne, materiał osłony poprzez ścisłą kontrolę zawartości sadzy, wielkości i rozmieszczenia cząstek sadzy , dodając specjalne dodatki, aby materiał osłony miał doskonałą odporność na blizny elektryczne.
Czas publikacji: 26 sierpnia 2024 r